大氣中的閃電

閃電，在大氣科學中指大氣中的強放電現象。在夏季的雷雨天氣，雷電現象較為常見。它的發生與雲層中氣流的運動強度有關。有資料顯示，冬季下雪時也可能發生雷電現象，即雷雪，但是發生機會相當微小。若有嚴重的火山爆發時，或是原子彈爆炸產生曇狀雲，空中可能因短路而發生閃電。

閃電的放電作用通常會產生電光。雷電起因一般被認為是雲層內的各種微粒因為碰撞摩擦而積累電荷，當電荷的量達到一定的水平，等效於雲層間或者雲層與大地之間的電壓達到或超過某個特定的值時，會因為局部電場強度達到或超過當時條件下空氣的電擊穿強度從而引起放電。空氣中的電力經過放電作用急速地將空氣加熱、膨脹，因膨脹而被壓縮成等離子，再而產生了閃電的特殊構件雷（衝擊波的聲音）。目前對於放電具體過程的認識還不能透徹明白，一般被認為和長間隙擊穿的現象相類似。

閃電的電流很大，其峰值一般能達到幾萬安培，但是其持續的時間很短，一般只有幾十微秒。所以閃電電流的能量不如想像的那麼巨大。不過雷電電流的功率很大，對建築物和其他設備尤其是電器設備的破壞十分巨大，所以需要安裝避雷針或避雷器等以在一定程度上保護這些建築和設備的安全。

閃電成因雲中電荷分離的現象至目前為止還是研究中的課題，有很多假說被提出來試圖解釋此一現象發生的原因。

靜電感應假說[編輯]根據靜電感應假說，至今仍未充分了解電荷的分離過程，不過似乎總要有很強的上昇氣流將小水滴抬升，使它們產生過冷至攝氏-10度到-20度。這些過冷的小水珠會和冰晶相碰撞產生柔軟的冰水混合物—軟雹（英語：graupel），這些碰撞會使冰晶帶有正電、軟雹帶有負電。此時上升氣流會繼續將較輕的冰晶(帶正電)抬升，軟雹則因較重而落至雲的中下層，進而造成雲層上半部帶正電，下半部帶負電的電荷分離現象。 此電荷分離過程使雲間的電位差不斷增加，直到足以釋放而形成閃電。

極化假說[編輯]極化機制分為兩個部份：

1.掉落中的冰晶和小水珠通過地球的環境電場（英語：Earth's natural electric field）會產生電極化的現象。
2.碰撞中的冰粒會因靜電感應而帶電。